JP2011172174A - Imaging apparatus, distance image capturing device, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズアレイと撮像素子を用いる超小型の撮像装置（カメラ）、距離画像取得装置、及びこれらの製造方法に関する。この超小型の撮像装置や距離画像取得装置は、車載カメラ、監視カメラ、産業用カメラ、医療用カメラ等の様々な分野に応用することができる。 The present invention relates to an ultra-compact imaging device (camera) using a lens array and an imaging device, a distance image acquisition device, and a manufacturing method thereof. This ultra-small imaging device and range image acquisition device can be applied to various fields such as in-vehicle cameras, surveillance cameras, industrial cameras, and medical cameras.
超小型の撮像装置は上記のように様々な用途に利用されており、取り付け場所を選ばず、装置を目立たないように設置することができるように、装置の小型化や薄型化が要請されている。
超小型の撮像装置において、レンズアレイを撮像用のレンズとして用いて、超小型と薄型化を図った従来技術としては、特開２００９−２０１００８号公報（「複眼式撮像装置」、引用文献１）に記載されたものがある。この複眼式撮像装置では、レンズアレイ、遮光壁、及び撮像手段等の装置構成部材の相対位置を正確に調整しながら接合する装置の製造方法について、以下のような問題がある。
Ultra-small imaging devices are used for various purposes as described above, and there is a demand for downsizing and thinning of the devices so that the devices can be installed inconspicuously regardless of the installation location. Yes.
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-201008 ("Compound-eye imaging device", cited reference 1) is known as an ultra-small imaging device that uses a lens array as an imaging lens to achieve ultra-small size and thickness. There is what is described in. This compound-eye imaging device has the following problems with respect to a method of manufacturing an apparatus that joins while accurately adjusting the relative positions of the apparatus constituent members such as the lens array, the light shielding wall, and the imaging means.
このような製造方法による製造時には、各構成部材を治具で保持し、位置調整しながら構成部材を接合していく。しかし、構成部材のうちの重要部品のひとつである遮光壁について、遮光壁の壁部分と対応する位置にある撮像手段の画素領域が、遮光壁の影により無効となることを鑑みると、壁厚み（貫通孔と貫通孔の間に介在する遮光壁の壁厚み）はできるだけ薄いことが望まれる。また、撮像手段における撮像面と基板とをつなぐ配線（ワイヤ）と干渉しないように、当該遮光壁の面積は撮像面とほぼ同面積の小ささが望ましい。その結果、製造時の遮光壁の保持をエア吸着により行おうとする場合は、吸着するだけの面積が確保できず、エア漏れを起こすため吸着保持が困難となる。また、他に機構部を用いて機械的に把持しようとする場合でも、その遮光壁の小ささと脆さのために、把持や位置制御が非常に困難である。そして、このような不具合により、装置品質の低下、部品点数の増加、製品コストの増大、及び生産効率の低下などの問題が発生していた。 At the time of manufacture by such a manufacturing method, each constituent member is held by a jig, and the constituent members are joined while adjusting the position. However, regarding the light shielding wall that is one of the important components of the constituent members, the wall thickness is considered in consideration that the pixel area of the imaging means at the position corresponding to the wall portion of the light shielding wall becomes invalid due to the shadow of the light shielding wall. It is desirable that the (thickness of the light shielding wall interposed between the through holes) be as thin as possible. Further, it is desirable that the area of the light shielding wall is as small as the area of the imaging surface so as not to interfere with the wiring (wire) connecting the imaging surface and the substrate in the imaging means. As a result, when holding the light-shielding wall at the time of manufacture by air suction, an area sufficient for suction cannot be secured, and air leakage occurs, making suction holding difficult. In addition, even when attempting to mechanically grip using another mechanism, gripping and position control are extremely difficult due to the small size and fragility of the light shielding wall. Such problems have caused problems such as a reduction in device quality, an increase in the number of parts, an increase in product cost, and a decrease in production efficiency.
また、車載カメラ、監視カメラ、又は産業用カメラ等の様々な用途において、自動車やロボット等の周辺環境をより高精度に認識するための距離画像取得装置（ステレオカメラ等）のニーズが高まっており、取り付け場所を選ばず、装置を目立たないよおうに設置することができるように、装置の超小型化の要請も併せて高まっている。
超小型の距離画像取得装置としては、特許第４２４６２５８号公報（「測距機能を有する複眼方式の撮像装置」、引用文献２）に記載されたものがある。この複眼方式の撮像装置は、レンズアレイをステレオレンズとして用いるものであるが、当該撮像装置おいても、レンズアレイや撮像手段の他に、遮光壁や各々の保持部材や筐体等の数多くの部品から構成されており、製品コスト増大、生産効率の低下、及び装置性能の低下などの問題を有している。
In various applications such as in-vehicle cameras, surveillance cameras, and industrial cameras, there is an increasing need for distance image acquisition devices (stereo cameras, etc.) for more accurately recognizing surrounding environments such as automobiles and robots. In addition, there is a growing demand for ultra-miniaturization of the device so that the device can be installed in a conspicuous manner regardless of the installation location.
As an ultra-compact distance image acquisition device, there is one described in Japanese Patent No. 4246258 (“Composite Eye Imaging Device with Ranging Function”, cited document 2). This compound-eye imaging device uses a lens array as a stereo lens. In addition to the lens array and the imaging means, the imaging device also has a number of light shielding walls, each holding member, and a housing. It is composed of parts, and has problems such as an increase in product cost, a decrease in production efficiency, and a decrease in apparatus performance.
また、刊行物に記載されたものではないが、本件出願人の先の出願に係る特願２００９−２５５０６４号の「距離画像取得装置及び距離画像取得処理方法」がある。このものは、レンズアレイを構成する一部のステレオレンズペアを用いた距離画像取得装置において、基線長の異なる２つのレンズペアそれぞれによる規格化視差を用いることにより、距離画像の取得精度を向上させるものである。 Further, although not described in a publication, there is "Distance image acquisition device and distance image acquisition processing method" of Japanese Patent Application No. 2009-255064 related to the earlier application of the present applicant. This is a distance image acquisition device using a part of stereo lens pairs constituting a lens array, and improves the distance image acquisition accuracy by using standardized parallax by two lens pairs having different base lengths. Is.
そこで、本発明の課題は、従来の撮像装置、距離画像取得装置、及びこれらの製造方法が有する問題点を解決するために、部品点数を削減すると共に、製造時における部品の把持や位置制御を容易にして、製品コストの低減、生産効率の増大、及び装置性能の向上を図ることができるように、各部品の構成や製造方法について工夫することである。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce the number of components and to grasp and position components during manufacturing in order to solve the problems of conventional imaging devices, distance image acquisition devices, and manufacturing methods thereof. It is to devise the configuration and manufacturing method of each component so that it is possible to easily reduce the product cost, increase the production efficiency, and improve the apparatus performance.
以下に、上記課題を解決するために講じた技術的手段を作用と共に説明する。
(１) 本発明に係る撮像装置（請求項１に対応）は、被写体に対向する位置に設けられ、複数のレンズがアレイ配列されたレンズアレイと、上記レンズアレイの像面側に設けられ、上記複数のレンズのそれぞれにより略結像される上記被写体の縮小像(個眼像という)の集合である複眼像を撮像する撮像手段とから成る撮像装置を前提として、
レンズアレイの各レンズに一対一に対応する貫通孔を有し、かつ撮像光線に対して不透明性を有するレンズアレイ保持部材（筐体）を備えることである。
Below, the technical means taken in order to solve the said subject are demonstrated with an effect | action.
(1) An imaging apparatus according to the present invention (corresponding to claim 1) is provided at a position facing a subject, a lens array in which a plurality of lenses are arrayed, and an image plane side of the lens array, On the premise of an imaging device comprising imaging means for imaging a compound eye image that is a set of reduced images (called single-eye images) of the subject that are substantially imaged by each of the plurality of lenses,
Each lens of the lens array is provided with a lens array holding member (housing) that has a one-to-one corresponding through hole and is opaque to the imaging light beam.
レンズアレイを用いる超小型の撮像装置（カメラ）においては、重要部品の１つである遮光壁の把持やハンドリングの困難さから、製造コスト、生産効率、及び製品品質の面等で不利な点が生じる。
そこで、上記のように構成することによって、レンズアレイを通過する光線のクロストーク防止機能を持たせたレンズアレイ保持部材を備え、このレンズアレイ保持部材をエア吸着等で把持しながら位置調整や接合を行うことができるので、遮光壁を用いる必要はなく、遮光壁の把持やハンドリングから生じる問題、及びそれに起因して起こる問題を解消することができる。また、遮光壁を用いないことにより、部品点数や組立工程数を削減することができ、製造コストの低減を図ることが可能であり、信頼性を確保することができる。
An ultra-small imaging device (camera) using a lens array has disadvantages in terms of manufacturing cost, production efficiency, and product quality due to the difficulty of gripping and handling one of the important parts, the light shielding wall. Arise.
In view of this, a lens array holding member having a function of preventing crosstalk of light beams passing through the lens array is provided by the above-described configuration, and the lens array holding member is adjusted and bonded while being gripped by air adsorption or the like. Therefore, it is not necessary to use a light-shielding wall, and problems arising from gripping and handling of the light-shielding wall and problems arising therefrom can be solved. Further, by not using the light shielding wall, it is possible to reduce the number of parts and the number of assembly steps, to reduce the manufacturing cost, and to ensure the reliability.
(２) また、上記(１)の撮像装置において、上記レンズアレイ保持部材が、上記撮像手段における撮像素子と基板との結線部に対する逃げ部を有することができる。（請求項２に対応）
撮像手段における撮像素子を基板と配線するためににワイヤ配線（ワイヤボンディング）を用いることがある。その場合、撮像素子の周囲に非常に細い結線用のワイヤが存在することになるので、レンズアレイ保持部材や遮光部材等の部材が少しでも触れるとワイヤを切断してしまうため、撮像素子が動作しなくなる。
そこで、上記のように構成することによって、レンズアレイ保持部材の逃げ部が、レンズアレイ保持部材と結線部との干渉問題を解消するので、撮像素子にワイヤ配線を用いる場合でも、ワイヤを切断する心配がなく撮像素子の機能を確保することができる。
(2) In the imaging device of (1), the lens array holding member may have a relief portion for a connection portion between the imaging element and the substrate in the imaging means. (Corresponding to claim 2)
Wire wiring (wire bonding) may be used to wire an image pickup element in the image pickup means with a substrate. In that case, there will be a very thin wire for the connection around the image sensor, so if the lens array holding member or light shielding member touches even a little, the wire will be cut, so the image sensor will operate. No longer.
Therefore, by configuring as described above, the relief portion of the lens array holding member solves the interference problem between the lens array holding member and the connection portion, so that the wire is cut even when wire wiring is used for the image sensor. There is no worry and the function of the image sensor can be secured.
(３) また、上記(１)の撮像装置において、上記撮像手段による複眼像を単一像に再構成する再構成演算器を備えることができる。（請求項３に対応）
このような構成によって、上記撮像手段による複眼像から、相互の視差を利用して単一像を再構成することができるので、取得される像の解像度を向上させ、撮像装置の性能を向上させることができる。
(3) Further, the imaging apparatus of (1) may further include a reconstruction calculator that reconstructs a compound eye image obtained by the imaging unit into a single image. (Corresponding to claim 3)
With such a configuration, a single image can be reconstructed from the compound eye image obtained by the imaging means using mutual parallax, so that the resolution of the acquired image is improved and the performance of the imaging device is improved. be able to.
(４) また、上記(１)の撮像装置において、上記レンズアレイの一部がステレオレンズペアを形成し、当該ステレオレンズペアにより得られる個眼像ペアから距離画像を生成する距離画像生成演算器を備えることができる。（請求項４に対応）
このような構成によって、上記レンズアレイの一部をステレオレンズペアとして作用させ、このステレオレンズペアによる個眼像ペアから距離画像を生成するための距離画像生成演算器を備えることにより、部品点数の削減を図り、超小型の距離画像取得装置の製造コストを低減し、性能の向上を図ることができる。
(4) Further, in the imaging apparatus according to (1), a part of the lens array forms a stereo lens pair, and a distance image generation calculator that generates a distance image from a single-eye image pair obtained by the stereo lens pair. Can be provided. (Corresponding to claim 4)
With such a configuration, a part of the lens array acts as a stereo lens pair, and a distance image generation computing unit for generating a distance image from a single-eye image pair by the stereo lens pair is provided. It is possible to reduce the manufacturing cost of the ultra-small distance image acquisition device and improve the performance.
(５) また、上記(１)の撮像装置において、上記貫通孔が、被写体側から像面側に向かって孔サイズが拡大するテーパ形状を有することができる。（請求項５に対応）
このような撮像装置における貫通孔は、孔と孔の間の壁厚が薄い方が撮像手段の撮像領域を有効に活用するために都合が良い。しかし、貫通孔を有するレンズ保持部材をプラスチック材料で製作する場合、そのような薄い壁厚では、成形型からの成形品の離型性等に起因して製作が困難となる。その結果、厚い壁厚になり、撮像装置において壁と近接する位置にある撮像領域を使用できなくなるため、画素数が低減して撮像性能を低下させる。
そこで、上記のように構成することにより、上記貫通孔が、被写体側から像面側に向かって孔サイズが拡大するテーパ形状を有するので、撮像領域に近接する側は薄い壁厚となり、撮像領域を有効に活用し得ると共に、製造時に成形型からの離型性を確保することができ、撮像装置の性能低下を招くことはない。
(5) In the imaging device of (1), the through hole may have a tapered shape in which the hole size increases from the subject side toward the image plane side. (Corresponding to claim 5)
As for the through hole in such an image pickup device, it is advantageous that the wall thickness between the holes is thinner in order to effectively use the image pickup region of the image pickup means. However, when a lens holding member having a through hole is manufactured from a plastic material, such a thin wall thickness makes it difficult to manufacture due to the releasability of the molded product from the mold. As a result, the wall thickness becomes thick, and the imaging region in a position close to the wall cannot be used in the imaging device, so that the number of pixels is reduced and imaging performance is reduced.
Therefore, by configuring as described above, the through hole has a tapered shape in which the hole size increases from the subject side toward the image plane side. Therefore, the side close to the imaging region has a thin wall thickness, and the imaging region Can be effectively utilized, and the releasability from the mold during production can be ensured, so that the performance of the imaging apparatus is not degraded.
(６) また、上記(１)の撮像装置において、上記貫通孔の貫通方向と略垂直な平面内での断面形状が、上記撮像手段と近接する部分において、略矩形形状であっても良い。（請求項６に対応）
上記レンズアレイ保持部材における貫通孔の貫通方向と略垂直な平面内での断面形状は、円形孔が製作容易であるが、一般には、取得画像として長方形や正方形の画像が求められるため、円形孔では撮像に寄与しない撮像領域が生じてしまい、解像度の低下を招くことになる。
そこで、上記のように構成することにより、上記貫通孔の貫通方向と略垂直な平面内での断面形状を、上記撮像領域と近接する部分において略矩形形状とすることにより、矩形の画像取得が可能となるので、撮像装置の性能低下を招くことはない。
(6) In the imaging device of (1), the cross-sectional shape in a plane substantially perpendicular to the penetration direction of the through hole may be a substantially rectangular shape in a portion close to the imaging unit. (Corresponding to claim 6)
In the lens array holding member, the cross-sectional shape in a plane substantially perpendicular to the through-hole direction of the through-hole is easy to manufacture a circular hole, but generally a rectangular or square image is required as an acquired image. In this case, an imaging region that does not contribute to imaging is generated, resulting in a decrease in resolution.
Therefore, by configuring as described above, the cross-sectional shape in a plane substantially perpendicular to the penetration direction of the through hole is made a substantially rectangular shape in a portion close to the imaging region, thereby obtaining a rectangular image. As a result, the performance of the imaging apparatus is not degraded.
(７) また、上記(１)の撮像装置において、上記レンズアレイの被写体側又は像面側の面における当該レンズアレイを構成するレンズの有効部以外の領域を、撮像光線に対して不透明な部材で覆うことができる。（請求項７に対応）
レンズアレイにおいて、像性能を保証するレンズ形状をレンズアレイ全体で形成するのは困難であるため、レンズアレイにおけるレンズの有効部を規定した方が効果的である。しかし、レンズアレイ保持部材における貫通孔によってレンズの有効部を規定するには、上記レンズアレイ保持部材に相当の製作精度が要求されるため、歩留まりや生産効率の低下を招くことになる。
そこで、上記のように構成することにより、上記レンズアレイの被写体側又は像面側の面において、当該レンズアレイを構成するレンズの有効部以外の領域を撮像光線に対して不透明な部材で覆うことにより、効果的にレンズ有効部の規定を図ったので、歩留まりや生産効率の低下を招くことなく、撮像装置の性能を保証することができる。
(7) Further, in the imaging apparatus according to (1), an area other than the effective portion of the lens constituting the lens array on the subject side or image plane side surface of the lens array is opaque to the imaging light beam. Can be covered. (Corresponding to claim 7)
In a lens array, it is difficult to form a lens shape that guarantees image performance over the entire lens array, so it is more effective to define the effective portion of the lens in the lens array. However, in order to define the effective portion of the lens by the through hole in the lens array holding member, the lens array holding member requires a high manufacturing accuracy, which leads to a decrease in yield and production efficiency.
Therefore, by configuring as described above, the area other than the effective portion of the lens constituting the lens array is covered with an opaque member with respect to the imaging light beam on the subject side or image plane side of the lens array. Thus, since the effective lens portion is effectively defined, it is possible to guarantee the performance of the imaging apparatus without causing a decrease in yield or production efficiency.
(８) また、上記(１)〜(７)のいずれかの撮像装置において、上記レンズアレイの像面側の面におけるレンズの有効部以外の領域の少なくとも２箇所に第１のマーク部を設け、上記レンズアレイ保持部材における上記第１のマーク部に略対応する部分に、当該第１のマーク部の断面サイズ以上のサイズを有する第２のマーク部を設けることができる。（請求項８に対応）
このような撮像装置において、レンズの光軸と略垂直な平面内における、上記レンズアレイ保持部材の貫通孔と上記レンズアレイのレンズとの位置関係は、撮像領域を有効に活用し距離検出性能を確保するために、厳密な精度が求められる。
そこで、上記のように構成することによって、上記レンズアレイの第１のマーク部と、上記レンズアレイ保持部材の第２のマーク部を用いて、レンズの光軸と略垂直な平面内での上記レンズアレイ保持部材の貫通孔と、上記レンズアレイのレンズとを高精度に位置合わせすることができる。
(8) In the imaging device according to any one of (1) to (7), the first mark portions are provided in at least two locations other than the effective portion of the lens on the image surface side surface of the lens array. A second mark portion having a size equal to or larger than the cross-sectional size of the first mark portion can be provided in a portion substantially corresponding to the first mark portion in the lens array holding member. (Corresponding to claim 8)
In such an imaging apparatus, the positional relationship between the through hole of the lens array holding member and the lens of the lens array in a plane substantially perpendicular to the optical axis of the lens effectively utilizes the imaging region and provides distance detection performance. In order to ensure, strict accuracy is required.
Therefore, by configuring as described above, the first mark portion of the lens array and the second mark portion of the lens array holding member are used to perform the above-described operation in a plane substantially perpendicular to the optical axis of the lens. The through hole of the lens array holding member and the lens of the lens array can be aligned with high accuracy.
(９) また、上記(８)の撮像装置において、上記第１のマーク部をレンズアレイの他の部分と透過率の異なる膜により形成することができる。（請求項９に対応）
このような構成によって、上記第１のマーク部をレンズアレイの他の部分と透過率の異なる膜で形成することにより、余分な構成を付加することなく簡便に形成することができる。
(9) In the imaging device according to (8), the first mark portion can be formed of a film having a transmittance different from that of other portions of the lens array. (Corresponding to claim 9)
With such a configuration, the first mark portion can be easily formed without adding an extra configuration by forming the first mark portion with a film having a transmittance different from that of other portions of the lens array.
(１０) また、上記(８)の撮像装置において、上記第１のマーク部を凹形状、凸形状、又はそれらの組み合わせにより形成することができる。（請求項１０に対応）
このような構成によって、上記第１のマーク部を凹形状、凸形状、又はそれらの組み合わせにより形成することにより、レンズアレイのレンズ形状の製作過程において同時に形成可能であり、当該第１のマーク部を効率的に形成することができる。
(10) In the imaging device of (8), the first mark portion can be formed in a concave shape, a convex shape, or a combination thereof. (Corresponding to claim 10)
With such a configuration, the first mark portion can be formed simultaneously in the manufacturing process of the lens shape of the lens array by forming the first mark portion with a concave shape, a convex shape, or a combination thereof. Can be formed efficiently.
(１１) また、上記(８)の撮像装置において、上記第２のマーク部を開口部により形成することができる。（請求項１１に対応）
このような構成によって、上記第２のマーク部を開口部により形成することにより、レンズアレイと相対する面と逆側の面からの光の通過を許容することができるので、第１のマーク部と第２のマーク部の位置関係を調整する場合に、操作性と精度を確保することができる。
(11) In the imaging device of (8), the second mark portion can be formed by an opening. (Corresponding to claim 11)
With such a configuration, by forming the second mark portion with the opening, it is possible to allow light to pass from the surface opposite to the surface facing the lens array. When adjusting the positional relationship between the first mark portion and the second mark portion, operability and accuracy can be ensured.
(１２) また、上記(８)〜(１１)のいずれかの撮像装置において、上記レンズアレイ保持部材と撮像手段との間の略レンズの光軸方向における空間に、上記レンズアレイ保持部材や撮像手段とは異なる媒質を介在させることができる。（請求項１２に対応）
このような撮像装置においては、上記レンズアレイのレンズと撮像手段との略レンズの光軸方向における位置関係は、レンズの結像関係を保証し、像品質を確保する上で厳密な精度が求められる。
そこで、上記のように構成することによって、上記レンズアレイ保持部材と撮像手段との間の空間に介在させた媒質の略レンズの光軸方向における厚みを厳密に調整することができるので、上記レンズアレイのレンズと撮像手段との略レンズの光軸方向における位置関係を厳密に調整することが可能であり、レンズの結像関係を保証すると共に、像品質を確保することができる。
(12) In the imaging device according to any one of (8) to (11), the lens array holding member and the imaging device are disposed in a space in the optical axis direction of the lens between the lens array holding member and the imaging unit. A medium different from the means can be interposed. (Corresponding to claim 12)
In such an image pickup apparatus, the positional relationship in the optical axis direction of the lens of the lens array and the image pickup means in the optical axis direction is required to ensure the image formation relationship of the lens and to ensure image quality. It is done.
Therefore, by configuring as described above, the thickness of the medium interposed in the space between the lens array holding member and the imaging unit can be adjusted strictly in the optical axis direction of the lens. It is possible to strictly adjust the positional relationship between the lens of the array and the image pickup means in the optical axis direction of the substantially lens, so that the imaging relationship of the lens can be ensured and the image quality can be ensured.
(１３) 本発明に係る上記(１２)の撮像装置の製造方法（請求項１３に対応）は、接合しようとするレンズアレイ保持部材とレンズアレイに光を照射して、上記第１のマーク部と第２のマーク部における通過光量を検知しながら、上記レンズアレイとレンズアレイ保持部材を接合する第１の工程と、
上記レンズアレイ保持部材と撮像手段の間に介在させた媒質の厚みを、上記撮像手段による複眼像から抽出した特徴量に基づき調整しながら、上記レンズアレイ保持部材と撮像手段を結合する第２の工程とから成ることである。
(13) In the manufacturing method of the imaging device according to (12) according to the present invention (corresponding to claim 13), the lens array holding member to be joined and the lens array are irradiated with light, and the first mark portion And a first step of joining the lens array and the lens array holding member while detecting the amount of light passing through the second mark portion,
A second unit that couples the lens array holding member and the imaging unit while adjusting a thickness of a medium interposed between the lens array holding member and the imaging unit based on a feature amount extracted from a compound eye image by the imaging unit. Process.
このように構成することによって、第１の工程により、上記レンズアレイ保持部材とレンズアレイを重ね合わせて光を照射し、第１及び第２のマーク部における通過光量を検知しながら、両者を相対的に位置合わせをして接合することができる。また、第２の工程により、上記レンズアレイ保持部材と撮像手段の間に媒質を介在させ、撮像手段によって撮像される複眼像をモニターしながら、全ての個眼像が略合焦するように両者の間に介在させた媒質の厚みを調整して、両者を結合することができる。
これにより、撮像装置を効率的、かつ高精度に製造することができる。
With this configuration, in the first step, the lens array holding member and the lens array are overlapped and irradiated with light, and the relative amounts of the two are detected while detecting the amount of light passing through the first and second mark portions. Can be aligned and joined. Further, in the second step, the medium is interposed between the lens array holding member and the image pickup means, and the compound eye image picked up by the image pickup means is monitored so that all the single-eye images are substantially in focus. By adjusting the thickness of the medium interposed between the two, the two can be combined.
Thereby, an imaging device can be manufactured efficiently and with high accuracy.
(１４) また、上記(１)〜(７)のいずれかの撮像装置において、上記レンズアレイ保持部材の少なくとも２箇所に第２のマーク部を設け、上記撮像手段における第２のマーク部に対応する部分に、その周辺部分と異なる反射率を有する第３のマーク部を設けることができる。（請求項１４に対応）
このような構成によって、上記レンズアレイ保持部材の第２のマーク部と、上記撮像手段の第３のマーク部を用いて、レンズの光軸と略垂直な平面内での上記レンズアレイ保持部材と撮像手段との相対的位置を厳密に調整することができる。
(14) In the imaging device according to any one of (1) to (7), the second mark portion is provided in at least two places of the lens array holding member, and corresponds to the second mark portion in the imaging means. A third mark portion having a reflectance different from that of the peripheral portion can be provided in the portion to be performed. (Corresponding to claim 14)
With such a configuration, the lens array holding member in a plane substantially perpendicular to the optical axis of the lens, using the second mark portion of the lens array holding member and the third mark portion of the imaging means, The relative position with the imaging means can be adjusted precisely.
(１５) また、上記(１４)の撮像装置において、上記レンズアレイ保持部材とレンズアレイとの間の略レンズの光軸方向における空間に、上記レンズアレイ保持部材やレンズアレイとは異なる媒質を介在させることができる。（請求項１５に対応）
このような構成によって、上記レンズアレイ保持部材とレンズアレイとの間の空間に介在させた媒質における、略レンズの光軸方向の厚みを厳密に調整することができるので、上記レンズアレイのレンズと撮像手段との略レンズの光軸方向における位置関係を厳密に調整することが可能であり、レンズの結像関係を保証し、像品質を確保することができる。
(15) In the imaging device according to (14), a medium different from the lens array holding member or the lens array is interposed in a space in the optical axis direction of the lens between the lens array holding member and the lens array. Can be made. (Corresponding to claim 15)
With such a configuration, the thickness of the lens in the optical axis direction can be strictly adjusted in the medium interposed in the space between the lens array holding member and the lens array. It is possible to strictly adjust the positional relationship of the lens in the optical axis direction with respect to the imaging unit, so that the imaging relationship of the lens can be ensured and the image quality can be ensured.
(１６) 本発明に係る上記(１５)の撮像装置の製造方法（請求項１６に対応）は、接合しようとする上記レンズアレイ保持部材と撮像手段に光を照射して、上記第３のマーク部で反射され上記第２のマーク部を通過する光量を検知しながら、上記レンズアレイ保持部材と撮像手段を接合する第１の工程と、
上記レンズアレイ保持部材とレンズアレイの間に介在させた媒質の厚みを、上記撮像手段による複眼像から抽出した特徴量に基づき調整しながら、上記レンズアレイ保持部材とレンズアレイを結合する第２の工程とから成ることである。
(16) In the imaging device manufacturing method according to (15) according to the present invention (corresponding to claim 16), the lens mark holding member and the imaging means to be joined are irradiated with light, and the third mark A first step of joining the lens array holding member and the imaging means while detecting the amount of light reflected by the portion and passing through the second mark portion;
A second unit that couples the lens array holding member and the lens array while adjusting the thickness of the medium interposed between the lens array holding member and the lens array based on the feature amount extracted from the compound eye image by the imaging means. Process.
このように構成することによって、第１の工程により、上記レンズアレイ保持部材と撮像手段を重ねて光を照射し、上記第２及び第３のマーク部における光量を検知しながら、両者を相対的に位置合わせをして接合することができる。また、第２の工程により、上記レンズアレイ保持部材とレンズアレイとの間に媒質を介在させ、上記撮像手段によって撮像される複眼像をモニターしながら、全ての個眼像が略合焦するように両者の間に介在させた媒質の厚みを調整して、両者を結合することができる。
これにより、撮像装置を効率的、かつ高精度に製造することができる。
With this configuration, in the first step, the lens array holding member and the imaging unit are overlapped to irradiate light, and the two are relatively detected while detecting the light amount in the second and third mark portions. And can be joined together. Further, in the second step, a medium is interposed between the lens array holding member and the lens array so that all single-eye images are substantially in focus while monitoring a compound eye image picked up by the image pickup means. It is possible to combine the two by adjusting the thickness of the medium interposed between the two.
Thereby, an imaging device can be manufactured efficiently and with high accuracy.
本発明の効果を請求項に従って整理すると、次のとおりである。
(１) 請求項１に係る発明
本発明の撮像装置は、レンズアレイの各レンズに一対一に対応する貫通孔を有し、撮像光線に対して不透明なレンズアレイ保持部材を備えることにより、遮光壁を用いる必要がないので、当該遮光壁の把持や調整から生じる問題、及びそれに起因して生じる問題を解消することができる。また、遮光壁を用いないことにより、部品点数や組み付け工程数を削減することができ、その結果、超小型で薄型の撮像装置において、製造コストを低減し、性能の向上を図ることができる。
The effects of the present invention are summarized according to the claims as follows.
(1) The invention according to claim 1 The imaging device of the present invention includes a lens array holding member that has a one-to-one corresponding through hole in each lens of the lens array and is opaque to the imaging light beam, thereby shielding light. Since it is not necessary to use a wall, it is possible to eliminate problems caused by gripping and adjustment of the light shielding wall and problems caused thereby. Further, by not using the light shielding wall, it is possible to reduce the number of parts and the number of assembling steps, and as a result, it is possible to reduce the manufacturing cost and improve the performance of the ultra-small and thin imaging device.
(２) 請求項２に係る発明
レンズアレイ保持部材が、撮像手段における撮像素子と基板との結線部に対する逃げ部を備えることにより、上記レンズアレイ保持部材と結線部との干渉を解消することができるので、撮像素子と基板の間にワイヤ配線を用いる場合でも、ワイヤを切断する心配がなく撮像素子の機能を確保することができる。
(３) 請求項３に係る発明
撮像手段による複眼像から、相互の視差を利用して単一像を再構成する演算器を備えることにより、取得される像の解像度を向上させ、撮像装置の性能を向上させることができる。
(2) The invention according to claim 2 The lens array holding member is provided with a relief portion with respect to the connection portion between the imaging element and the substrate in the imaging means, thereby eliminating interference between the lens array holding member and the connection portion. Therefore, even when wire wiring is used between the image sensor and the substrate, the function of the image sensor can be ensured without worrying about cutting the wire.
(3) The invention according to claim 3 By providing a computing unit that reconstructs a single image from a compound eye image obtained by the imaging means using mutual parallax, the resolution of the acquired image is improved. Performance can be improved.
(４) 請求項４に係る発明
撮像装置におけるレンズアレイの一部をステレオレンズペアとして作用させ、当該ステレオレンズペアによる個眼像ペアから距離画像を生成するための距離画像生成演算器を備えることにより、部品点数を削減することが可能であり、超小型の距離画像取得装置の製造コストを低減し、性能の向上を図ることができる。
(５) 請求項５に係る発明
レンズアレイ保持部材に設けた貫通孔が、被写体側から像面側に向かって孔サイズが拡大するテーパ形状を有することにより、撮像領域に近接する側は薄い壁厚になり撮像領域を有効活用でき、かつ製造時の成形型からの離型も良好に行うことができる。これにより、撮像装置の性能低下を招くことはない。
(4) Invention according to claim 4 Provided with a distance image generation computing unit for causing a part of the lens array in the imaging apparatus to act as a stereo lens pair and generating a distance image from a single eye image pair by the stereo lens pair. Thus, the number of parts can be reduced, the manufacturing cost of the ultra-small distance image acquisition device can be reduced, and the performance can be improved.
(5) The invention according to claim 5 The through hole provided in the lens array holding member has a tapered shape in which the hole size increases from the subject side toward the image plane side, so that the side close to the imaging region is a thin wall. The imaging area can be effectively utilized because of the increased thickness, and the mold can be released from the mold during production. As a result, the performance of the imaging apparatus is not degraded.
(６) 請求項６に係る発明
レンズアレイ保持部材の貫通孔における貫通方向と略垂直な平面内での断面形状を、撮像領域と近接する領域において略矩形形状とすることにより、矩形の画像取得が可能となるので、撮像装置の性能低下を招くことはない。
(７) 請求項７に係る発明
レンズアレイの被写体側、又は像面側の面において、当該レンズアレイを構成するレンズの有効部以外の領域を、撮像光線に対して不透明な部材で覆うことにより、効果的にレンズ有効部の規定を図ることができる。これにより、歩留まりや生産効率の低下を招くことなく、撮像装置の性能を保証することができる。
(6) The invention according to claim 6 Acquire a rectangular image by making the cross-sectional shape in a plane substantially perpendicular to the penetrating direction in the through hole of the lens array holding member into a substantially rectangular shape in a region close to the imaging region. Therefore, the performance of the imaging device is not degraded.
(7) The invention according to claim 7 On the subject side or image plane side surface of the lens array, the region other than the effective portion of the lens constituting the lens array is covered with a member that is opaque to the imaging light beam. Thus, the effective lens portion can be effectively defined. Thereby, it is possible to guarantee the performance of the imaging apparatus without causing a decrease in yield and production efficiency.
(８) 請求項８に係る発明
レンズアレイの像面側の面におけるレンズ有効部以外の領域の少なくとも２箇所に第１のマーク部を設け、レンズアレイ保持部材における上記第１のマーク部に略対応する部分に、当該第１のマーク部の断面サイズ以上のサイズを有する第２のマーク部を設けることにより、上記第１及び第２のマーク部を用いて、レンズの光軸と略垂直な平面内での上記レンズアレイ保持部材の貫通孔とレンズアレイのレンズとを高精度に位置合わせすることが可能であり、撮像装置の性能を保証することができる。
(９) 請求項９に係る発明
第１のマーク部をレンズアレイの他の部分と透過率の異なる膜により形成することにより、余分な構成を付加することなく簡便に形成することができる。
(8) The invention according to claim 8 The first mark portions are provided in at least two places other than the lens effective portion on the image surface side surface of the lens array, and the first mark portions in the lens array holding member are substantially omitted. By providing a second mark portion having a size equal to or larger than the cross-sectional size of the first mark portion at the corresponding portion, the first and second mark portions are used so that they are substantially perpendicular to the optical axis of the lens. The through holes of the lens array holding member in the plane and the lenses of the lens array can be aligned with high accuracy, and the performance of the imaging apparatus can be guaranteed.
(9) Invention of Claim 9 By forming the first mark portion with a film having a transmittance different from that of other portions of the lens array, the first mark portion can be easily formed without adding an extra configuration.
(１０) 請求項１０に係る発明
レンズアレイに形成する第１のマーク部を凹形状、凸形状、又はこれらの組み合わせによって形成することにより、上記レンズアレイにおけるレンズ形状の製作過程において、同時に形成することが可能であるので、上記第１のマーク部を効率的に形成することができる。
(１１) 請求項１１に係る発明
レンズアレイ保持部材に形成する第２のマーク部を開口部により形成することにより、レンズアレイと相対する面と逆側の面からの光の通過を許容することができるので、第１のマーク部と第２のマーク部の位置関係を調整する場合に、操作性と精度を確保することができる。
(10) The invention according to claim 10 The first mark portion to be formed on the lens array is formed in a concave shape, a convex shape, or a combination thereof, thereby simultaneously forming the lens shape in the lens array. Therefore, the first mark portion can be formed efficiently.
(11) The invention according to claim 11 By allowing the second mark portion to be formed on the lens array holding member to be formed by the opening portion, the passage of light from the surface opposite to the surface facing the lens array is permitted. Therefore, when adjusting the positional relationship between the first mark portion and the second mark portion, operability and accuracy can be ensured.
(１２) 請求項１２に係る発明
レンズアレイ保持部材と撮像手段との間の略レンズの光軸方向における空間に、上記レンズアレイ保持部材や撮像手段とは異なる媒質を介在させることにより、当該媒質の略レンズの光軸方向における厚みを厳密に調整することができるので、レンズアレイにおけるレンズと上記撮像手段の略レンズの光軸方向における位置関係を厳密に調整することが可能である。これにより、レンズの結像関係を保証し、像品質を確保することができる。
(１３) 請求項１３に係る発明
第１の工程により、レンズアレイ保持部材とレンズアレイとを相対的に位置合わせをして接合することができ、また第２の工程により、レンズアレイ保持部材の撮像手段に対する位置と傾きを調整して両者を結合することができるので、撮像装置を効率的、かつ高精度に製造することができる。
(12) The invention according to claim 12 By interposing a medium different from the lens array holding member and the imaging unit in a space in the optical axis direction of the lens between the lens array holding member and the imaging unit, the medium Therefore, it is possible to strictly adjust the positional relationship between the lens in the lens array and the imaging means in the optical axis direction. Thereby, the imaging relationship of the lens can be ensured and the image quality can be ensured.
(13) The invention according to claim 13 The lens array holding member and the lens array can be relatively aligned and joined by the first step, and the lens array holding member can be joined by the second step. Since the position and the inclination with respect to the image pickup means can be adjusted and both can be combined, the image pickup apparatus can be manufactured efficiently and with high accuracy.
(１４) 請求項１４に係る発明
レンズアレイ保持部材の少なくとも２箇所に第２のマーク部を設け、撮像手段における上記第２のマーク部に対応する部分に、その周辺部分と異なる反射率を有する第３のマークを設けることにより、上記第２及び第３のマーク部を用いて、レンズの光軸と略垂直な平面内での上記レンズアレイ保持部材と撮像手段との相対的位置を厳密に調整することが可能であり、撮像装置の性能を保証することができる。
(１５) 請求項１５に係る発明
レンズアレイ保持部材とレンズアレイとの間の略レンズの光軸方向における空間に、上記レンズアレイ保持部材やレンズアレイとは異なる媒質を介在させ、この介在させた媒質の略レンズの光軸方向における厚みを厳密に調整することにより、上記レンズアレイと撮像手段との略レンズの光軸方向における位置関係を厳密に調整することが可能であり、レンズの結像関係を保証し、像品質を確保することができる。
(14) The invention according to claim 14 The second mark portion is provided in at least two positions of the lens array holding member, and the portion corresponding to the second mark portion in the imaging means has a reflectance different from the peripheral portion thereof. By providing the third mark, the relative position between the lens array holding member and the imaging means in a plane substantially perpendicular to the optical axis of the lens is strictly determined using the second and third mark portions. It is possible to adjust, and the performance of the imaging device can be guaranteed.
(15) The invention according to claim 15 A medium different from the lens array holding member and the lens array is interposed in the space in the optical axis direction of the lens between the lens array holding member and the lens array. By strictly adjusting the thickness of the medium in the optical axis direction of the lens, it is possible to precisely adjust the positional relationship between the lens array and the imaging means in the optical axis direction of the lens. The relationship can be guaranteed and the image quality can be ensured.
(１６) 請求項１６に係る発明
第１の工程により、レンズアレイ保持部材と撮像手段とを相対的に位置合わせをして接合することができ、また第２の工程により、上記レンズアレイ保持部材とレンズアレイとの間に媒質を介在させ、上記レンズアレイの上記撮像手段に対する位置と傾きを調整して、上記レンズアレイ保持部材とレンズアレイとを結合することができるので、撮像装置を効率的、かつ高精度に製造することができる。
(16) The invention according to claim 16 The lens array holding member and the imaging means can be relatively aligned and joined by the first step, and the lens array holding member can be joined by the second step. The lens array holding member and the lens array can be coupled by adjusting the position and inclination of the lens array with respect to the imaging means by interposing a medium between the lens array and the lens array. And can be manufactured with high accuracy.
本発明は、撮像装置、距離画像取得装置、及びこれらの製造方法において、製品コストの低減、生産効率の増大、及び装置性能の向上を図るという目的を、部品点数を削減すると共に、製造時における部品の把持や位置制御を容易にすることにより、遮光壁を用いることなしに実現することである。 The present invention aims to reduce product cost, increase production efficiency, and improve device performance in an imaging device, a distance image acquisition device, and a manufacturing method thereof, while reducing the number of components and at the time of manufacturing. By facilitating the gripping and position control of the parts, this is achieved without using a light shielding wall.
以下に、本発明の実施例１による撮像装置について、図１〜図６に基づいて説明する。
先ず、本実施例１の撮像装置の構成について、図１を参照しながら説明する。図１(ａ)は、撮像装置を被写体側からみた模式図であり、図１(ｂ)は、撮像装置の模式的な断面図と演算器のブロック図である。これらの図面では、同じ部品に同じ符号を付けている。
図１における符号１はレンズアレイであって、被写体側の面と像側の面から成り、それぞれに所定形状の曲面１ａ,１ｂがアレイ配列されて形成されている。そして、これらのレンズ作用により被写体からの光線が略像面上にて結像する。上記所定形状の曲面１ａ,１ｂは、結像特性に応じて球面又は非球面のいずれをも使用でき、また回折レンズであっても良い。
Hereinafter, an image pickup apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of the imaging apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a schematic view of the image pickup apparatus viewed from the subject side, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the image pickup apparatus and a block diagram of a computing unit. In these drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals.
Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a lens array, which is composed of a subject-side surface and an image-side surface, each having a predetermined shape of curved surfaces 1a and 1b arranged in an array. Then, the light from the subject forms an image on a substantially image plane by these lens actions. The curved surfaces 1a and 1b having the predetermined shape can be either spherical surfaces or aspheric surfaces depending on the imaging characteristics, and may be diffractive lenses.
符号２は筐体（レンズアレイ保持部材）であり、レンズアレイ１と接着剤を介して接合され、このレンズアレイ１を所定位置に保持する機能と、装置内に粉塵等を侵入させない保護機能を有するものである。この筐体２は、黒色等の撮像光線に対して不透明性を有するプラスチック材料の成形加工により作製されており、レンズアレイ１におけるレンズと一対一に対応する位置に貫通孔２ａが開けられている。この貫通孔２ａは、レンズアレイ１を通過する光線の像面上でのクロストークを防止する作用を有している（請求項１）。また、上記貫通孔２ａのレンズの光軸と略垂直な平面における断面形状は、略矩形形状をなしており（請求項６）、当該矩形形状で区切られることによって、像面では略矩形の個眼像（被写体の縮小像）がアレイ配列して構成される複眼像が形成される。 Reference numeral 2 denotes a housing (lens array holding member) which is bonded to the lens array 1 via an adhesive and has a function of holding the lens array 1 in a predetermined position and a protection function of preventing dust and the like from entering the apparatus. It is what you have. The housing 2 is manufactured by molding a plastic material that is opaque to imaging light such as black, and through-holes 2a are formed at positions corresponding to the lenses in the lens array 1 on a one-to-one basis. . The through hole 2a has a function of preventing crosstalk on the image plane of the light beam passing through the lens array 1 (claim 1). Further, the cross-sectional shape of the through hole 2a in a plane substantially perpendicular to the optical axis of the lens is a substantially rectangular shape (Claim 6). A compound eye image formed by arraying eye images (reduced images of the subject) is formed.
さらに、上記筐体２の貫通孔２ａは、被写体側から像面側に（図の上から下に）向かうにつれて、貫通孔２ａと貫通孔２ａの間に介在する壁部２ｂが細くなるテーパ形状を有している（請求項５）。この貫通孔２ａのテーパ形状には、以下の２つの意義が存在する。即ち、後述するように当該壁部２ｂと近接する位置にある画素領域には、壁部２ｂによる影像が生じ、当該画素は画像の無効領域となる。像面側で壁部２ｂの厚みが細くなるような上記貫通孔２ａのテーパ形状は、そのような画像の無効領域をより少なくするという第一の意義がある。また、当該筐体２は、成形加工によって金型の形状を転写した成形品として得られるが、金型から成形品を離型する際に離型し易くなるという第二の意義がある。即ち、図に示すような壁部２ｂの構造は溝を切った金型から得られるが、深さが溝幅に対して相対的に深く、アスペクト比（溝幅と深さの比）が高い場合には、離型時に壁部２ｂが折れてしまい、金型から正確な形状で取り外せなくなることを防ぐ趣旨である。 Further, the through-hole 2a of the housing 2 has a tapered shape in which the wall 2b interposed between the through-hole 2a and the through-hole 2a becomes narrower from the subject side toward the image plane side (from the top to the bottom of the figure). (Claim 5). The taper shape of the through hole 2a has the following two significances. That is, as will be described later, a shadow image is generated by the wall 2b in the pixel area located close to the wall 2b, and the pixel becomes an invalid area of the image. The tapered shape of the through-hole 2a such that the thickness of the wall portion 2b is reduced on the image surface side has the first significance of reducing the ineffective area of such an image. Moreover, although the said housing | casing 2 is obtained as a molded article which transcribe | transferred the shape of the metal mold | die by a shaping | molding process, it has the 2nd meaning that it becomes easy to release when releasing a molded article from a metal mold | die. That is, the structure of the wall 2b as shown in the figure can be obtained from a die having a groove, but the depth is relatively deep with respect to the groove width, and the aspect ratio (ratio of groove width to depth) is high. In this case, the purpose is to prevent the wall 2b from being broken at the time of mold release and being unable to be removed from the mold with an accurate shape.
レンズアレイ１の被写体側の面には、レンズの有効径内以外の領域を通過する光線が、撮像面に到達することを防ぐために、不透過性の黒インク薄膜３が塗布されている（請求項７）。当該黒インク薄膜３は、いわゆる開口絞りとして作用する。
レンズアレイ１を通過した被写体からの光線は、レンズの略像面位置で結像し、撮像手段４により被写体像が撮像される。撮像手段４は、ＣＭＯＳセンサ（撮像素子）４ａと、ＣＭＯＳセンサ４ａが貼り付けられ、所定の回路を施した基板４ｂとから構成されており、これらはワイヤ４ｃにより結線されている。ＣＭＯＳセンサ４ａの画素信号はワイヤ４ｃを介して基板４ｂに送られ、画像信号として演算器２０に転送される。当該ワイヤ４ｃは非常に細い金属線からなるため、僅かに触れただけでも切断して信号伝送の機能を果たさなくなる。そこで、ワイヤ４ｃに触れることのないように、図１(ｂ)に示されるように、筐体２における壁は、ＣＭＯＳセンサ４ａの撮像面の上方のみをカバーするように位置されており、また、筐体２にはワイヤ４ｃの逃げ部として作用する空間２ｃが設けられている（請求項２）。
An opaque black ink thin film 3 is applied to the subject-side surface of the lens array 1 in order to prevent light rays that pass through a region other than the effective diameter of the lens from reaching the imaging surface (claims). Item 7). The black ink thin film 3 functions as a so-called aperture stop.
The light beam from the subject that has passed through the lens array 1 forms an image at a substantially image plane position of the lens, and the subject image is picked up by the image pickup means 4. The image pickup means 4 is composed of a CMOS sensor (image pickup element) 4a and a substrate 4b on which a CMOS sensor 4a is attached and a predetermined circuit is applied, and these are connected by a wire 4c. The pixel signal of the CMOS sensor 4a is sent to the substrate 4b through the wire 4c and transferred to the computing unit 20 as an image signal. Since the wire 4c is made of a very thin metal wire, even if it is slightly touched, it is cut and does not perform the function of signal transmission. Therefore, as shown in FIG. 1B, the wall of the housing 2 is positioned so as to cover only the upper part of the imaging surface of the CMOS sensor 4a so as not to touch the wire 4c. The housing 2 is provided with a space 2c that acts as an escape portion for the wire 4c (claim 2).
ＣＭＯＳセンサ４ａによる信号は、複眼像として画像キャプチャ部２１によりキャプチャされる（図１(ｂ)）。本実施例１の撮像装置により撮像された複眼像の例を図２に示す。図２における符号７ａ〜７ｄが、レンズアレイ１の各レンズに対応する個眼像であり、各個眼像７ａ〜７ｄの集合として複眼像が形成される。各個眼像７ａ〜７ｄは、それぞれのレンズの位置に応じて、被写体の異なる方向から観察した像であり、それぞれの個眼像は相互に視差を有している。符号８は、筐体２における壁部２ｂの影に相当する画素領域であり、この壁部２ｂの影部分は取得される画像情報に寄与しない無効領域となる。そのため、上述したように壁部２ｂがテーパ形状になって、影領域がより細くなった方が画素を有効に使用できることになる。上記画像キャプチャ部２１にキャプチャされた複眼像において、壁部２ｂの影による無効領域が閾値処理等により除去されて、各個眼像７ａ〜７ｄが独立して取得される。 The signal from the CMOS sensor 4a is captured by the image capture unit 21 as a compound eye image (FIG. 1B). An example of a compound eye image picked up by the image pickup apparatus of the first embodiment is shown in FIG. Reference numerals 7a to 7d in FIG. 2 are single-eye images corresponding to the lenses of the lens array 1, and a compound eye image is formed as a set of the single-eye images 7a to 7d. Each single-eye image 7a to 7d is an image observed from different directions of the subject according to the position of each lens, and each single-eye image has parallax. Reference numeral 8 denotes a pixel region corresponding to the shadow of the wall 2b in the housing 2, and the shadow of the wall 2b is an invalid region that does not contribute to the acquired image information. Therefore, as described above, the pixels can be used more effectively when the wall portion 2b is tapered and the shadow region becomes thinner. In the compound eye image captured by the image capture unit 21, the invalid area due to the shadow of the wall 2b is removed by threshold processing or the like, and the individual images 7a to 7d are acquired independently.
次に、取得した複眼像から単一像を再構成するための演算処理について、図２〜図４を参照しながら説明する。図２は撮像装置により撮像される複眼像であり、図３は複眼像から単一像を再構成する処理方法を説明する模式図であり、図４は処理方法を説明するフロー図である。
各レンズの位置に伴う像の視差は、レンズ主平面から被写体までの距離（被写体距離）と、レンズ主平面から撮像面までの距離（像面距離）との比に基づく光学倍率、及びレンズアレイ１における各レンズ間隔（基線長）により決定される。個眼像内に複数の被写体が存する場合は、被写体ごとで異なる視差となるが、平均的な視差で代用される場合や、撮像装置に一番近い被写体にフォーカスしたい場合など、被写体距離を一意的に決められる場合は、レンズ間隔と像面距離を用いて視差は一意的に決定される。
Next, calculation processing for reconstructing a single image from the acquired compound eye image will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a compound eye image picked up by the imaging apparatus, FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a processing method for reconstructing a single image from the compound eye image, and FIG. 4 is a flowchart for explaining the processing method.
The parallax of the image accompanying the position of each lens is determined by the optical magnification based on the ratio of the distance from the lens main plane to the subject (subject distance) and the distance from the lens main plane to the imaging surface (image plane distance), and the lens array. 1 is determined by each lens interval (base line length). When multiple subjects exist in a single-eye image, the parallax varies depending on the subject, but the subject distance must be unique, such as when the average parallax is substituted or when you want to focus on the subject closest to the imaging device. If determined, the parallax is uniquely determined using the lens interval and the image plane distance.
再構成処理では、図４に示されるように、先ず複眼像を取得し（ステップＳ１）、この複眼像の中から上記壁部２ｂの影を除去した個眼像７ａ〜７ｄを抽出する（ステップＳ２）。個眼像の中の１つのペア、例えば個眼像７ａと個眼像７ｄのように垂直方向と水平方向に視差を有するペアから、上記の一意的に決まる視差を相互相関演算等により取得し（ステップＳ３）、視差を用いた複眼像から単一像への変換演算を行った後（ステップＳ４）、再構成像を出力する（ステップＳ５）。単一像への変換演算は、図３に示されるように、複眼像における個眼像から画素輝度を取り出し、個眼像の位置と視差に応じて、演算器内の仮想空間における再構成像１１の所定位置に、その取り出した画素輝度を配置する。各個眼像の全画素に対して上記画素輝度の配置を繰り返すことにより、再構成像を取得することができる。仮想空間における再構成像１１のサイズを個眼画像１０ａのサイズより大きくしておき、サブピクセルの視差を利用して上記再構成処理を実施すれば、個眼像の解像力より高い解像力で再構成像を取得することができる。（請求項３） In the reconstruction process, as shown in FIG. 4, first, a compound eye image is acquired (step S1), and single eye images 7a to 7d from which the shadow of the wall 2b is removed are extracted from the compound eye image (step S1). S2). The above uniquely determined parallax is obtained by cross-correlation calculation or the like from one pair of single-eye images, for example, a pair having parallax in the vertical and horizontal directions such as single-eye image 7a and single-eye image 7d. (Step S3) After performing a conversion operation from a compound eye image to a single image using parallax (Step S4), a reconstructed image is output (Step S5). As shown in FIG. 3, the conversion to a single image is performed by extracting pixel luminance from a single-eye image in a compound eye image, and reconstructing the image in the virtual space in the computing unit according to the position and parallax of the single-eye image. The extracted pixel luminance is arranged at a predetermined position 11. A reconstructed image can be acquired by repeating the arrangement of the pixel luminances for all pixels of each single-eye image. If the size of the reconstructed image 11 in the virtual space is made larger than the size of the single-eye image 10a and the above reconstruction process is performed using the parallax of the subpixels, the reconstructed image is reconstructed with a resolution higher than the resolution of the single-eye image. An image can be acquired. (Claim 3)
次に、本撮像装置で得られる複眼像の別の利用形態として、距離検出を行う場合について、図１、図２及び図５参照しながら説明する。撮像装置のレンズアレイ１等のハードウェアの構成は、図１に示したものと同じであるが、演算器は図５にブロック図で示した演算器３０に変更する。この演算器３０では、画像キャプチャ部３１によりキャプチャされた複眼像（図２の複眼像と同じ）のうち、１対の個眼像ペア、例えば個眼像７ｃと個眼像７ｄが２つの画像データとして抽出される。これらの画像データは視差検出部３２に転送される。ここでの視差検出は、一方の個眼像７ｃ内の微小ブロック（例えば、図２の符号９で示した微小ブロック）を他方の個眼像７ｄ内の微小ブロック（図２の符号９'で示した微小ブロック）と対比させながら、例えば相互相関を利用したブロックマッチング演算により実施される。そして、微小ブロック９を個眼像７ｃ内で図２の矢印方向に走査することにより、個眼像全体の微小ブロック（画素ごとにずらせば全画素）での視差を検出することができる。微小ブロック又は画素ごとに検出された視差量を、次の(１)式に代入することによって、微小ブロック又は画素ごとでの距離が算出され、これらを画像として結合することにより距離画像を取得することができる。
上記(１)式において、Ｂはレンズペアを構成するレンズの配列軸方向の距離、即ち基線長、ｆはレンズアレイにおけるレンズの焦点距離、Ｓは上記微小ブロックごとで検出される視差（単位は画素）、ｉは微小ブロ ック番号、ｐはＣＭＯＳセンサの画素ピッチ（画素サイズ）である。（請求項４）
Next, as another usage mode of the compound eye image obtained by the imaging apparatus, a case where distance detection is performed will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 5. FIG. The hardware configuration of the imaging device such as the lens array 1 is the same as that shown in FIG. 1, but the calculator is changed to the calculator 30 shown in the block diagram of FIG. In this computing unit 30, a single eye image pair, for example, a single eye image 7c and a single eye image 7d, of the compound eye image (same as the compound eye image of FIG. 2) captured by the image capture unit 31 is two images. Extracted as data. These image data are transferred to the parallax detection unit 32. In this parallax detection, a minute block (for example, a minute block indicated by reference numeral 9 in FIG. 2) in one eye image 7c is changed to a minute block (for example, reference numeral 9 ′ in FIG. 2) in the other eye image 7d. For example, a block matching operation using cross-correlation is performed while comparing with the illustrated minute block. Then, by scanning the minute block 9 in the single-eye image 7c in the direction of the arrow in FIG. 2, it is possible to detect parallax in the small block (all pixels if shifted for each pixel) of the whole single-eye image. By substituting the parallax amount detected for each minute block or pixel into the following equation (1), the distance for each minute block or pixel is calculated, and these are combined as an image to obtain a distance image. be able to.
In the above formula (1), B is the distance in the arrangement axis direction of the lenses constituting the lens pair, that is, the base length, f is the focal length of the lens in the lens array, and S is the parallax detected for each of the micro blocks (unit: Pixel), i is a minute block number, and p is a pixel pitch (pixel size) of the CMOS sensor. (Claim 4)
次に、上記実施例１による撮像装置（図１を参照）の製造方法の一例について、図１及び図６を参照しながら説明する。図６は撮像装置の製造方法を説明するフロー図である。
図１に示された撮像装置おいて、レンズアレイ１には、結像に寄与しない領域の２箇所に、黒インクを塗布して形成された略円形の第１のマーク部５が施されている（請求項９）。一方、筐体２の当該第１のマーク部５に対応する所定位置には、第２のマーク部である略円形形状の開口部６が開けられている（請求項１１）。この撮像装置を製造する工程では、レンズアレイ１と筐体２を接合する際に、両者を略重ね合わせた被写体側の面、又は像側の面のいずれか一方の方向から光を照射し、他方の方向から各開口部６,６を通過してくる光量を検知しながら、その通過光量が最も少なくなるように、レンズアレイ１と筐体（レンズアレイ保持部材）２を面内シフト及び面内回転をさせて相対的位置を調整する。調整が完了したらレンズアレイ１と筐体２を突き当て（ほぼ完全に重ね合わせ）、両者の接触部の一部又は全部に接着剤を塗布して接合する。これによって、両者の相対的な位置合わせを厳密に行った上で、両者を接合することができる。
Next, an example of a manufacturing method of the imaging device (see FIG. 1) according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the imaging device.
In the imaging apparatus shown in FIG. 1, the lens array 1 is provided with substantially circular first mark portions 5 formed by applying black ink at two locations in a region that does not contribute to image formation. (Claim 9). On the other hand, a substantially circular opening 6 as a second mark is opened at a predetermined position corresponding to the first mark 5 in the housing 2 (claim 11). In the process of manufacturing the imaging device, when the lens array 1 and the housing 2 are joined, light is irradiated from either the subject side surface or the image side surface that are substantially overlapped with each other, While detecting the amount of light passing through the openings 6 and 6 from the other direction, the lens array 1 and the housing (lens array holding member) 2 are shifted in-plane and surface so that the amount of light passing through the opening is minimized. Adjust the relative position by rotating inward. When the adjustment is completed, the lens array 1 and the housing 2 are brought into contact with each other (substantially completely overlapped), and an adhesive is applied to some or all of the contact portions of both to join them. Thus, the two can be joined after the relative alignment between the two is strictly performed.
なお、上記第１のマーク部５と開口部（第２のマーク部）６の直径を厳密に一致させなくても、開口部６の直径を第１のマーク部５の直径より大きくしておけば、上記の通過光量の変化は検出可能である（請求項８）。また、上記の方法では第１のマーク部５を黒インクにより形成したが、そのような透過率の異なる材質のものを塗布しなくても、凹面もしくは凸面形状、又はそれらの組み合わせにより第１のマーク部５を形成しても良い。さらに、面形状による光の屈折作用により、マーク位置が観察又は検知することができるため、それらの形状を位置合わせ用の第１のマーク部５として用いても良い（請求項１０）。 It should be noted that the diameter of the opening 6 can be made larger than the diameter of the first mark 5 even if the diameters of the first mark 5 and the opening (second mark) 6 do not exactly match. For example, the change in the passing light amount can be detected. In the above method, the first mark portion 5 is formed of black ink. However, the first mark portion 5 can be formed in a concave or convex shape, or a combination thereof without applying such materials having different transmittances. The mark part 5 may be formed. Furthermore, since the mark position can be observed or detected by the light refraction action by the surface shape, the shape may be used as the first mark portion 5 for alignment.
また、図１に示された撮像装置において、筐体２と基板４ｂの間のレンズ光軸方向には隙間が空いており、接着剤２ｄが充填されている（請求項１２）。この隙間は、レンズアレイ１におけるレンズを介して、被写体と像が所定の結像関係を有するように調整されている。即ち、レンズアレイ１と筐体２を位置決めして接合した後、筐体２の所定の面、例えば２ｅ面をエア吸着し、筐体２を把持する。そして、所定の被写体距離に撮像ターゲットとなるチャートを設置し、それをレンズアレイ１で結像させる。撮像手段４により撮像された当該ターゲットチャートの複眼像をモニターしながら、全ての個眼像が略合焦するように（「複眼像から抽出した特徴量」に基づいて）、筐体２の略レンズの光軸方向における位置と傾きを調整する（ 請求項１３における「複眼像から抽出した特徴量」は、上記個眼像の合焦の程度に相当する）。複眼像の合焦調整ができたら、図１(ｂ)に示すように、筐体２と基板４ｂとの間の位置に接着剤２ｄを塗布し、筐体２と撮像手段４を接合する。 Further, in the imaging device shown in FIG. 1, a gap is formed in the lens optical axis direction between the housing 2 and the substrate 4b, and the adhesive 2d is filled (claim 12). This gap is adjusted so that the subject and the image have a predetermined imaging relationship via the lenses in the lens array 1. That is, after the lens array 1 and the housing 2 are positioned and joined, a predetermined surface of the housing 2, for example, the 2e surface, is adsorbed by air to grip the housing 2. Then, a chart to be an imaging target is set at a predetermined subject distance, and the image is formed by the lens array 1. While monitoring the compound eye image of the target chart picked up by the image pickup means 4, all the single-eye images are substantially in focus (based on “features extracted from the compound eye image”). The position and inclination of the lens in the optical axis direction are adjusted (“feature amount extracted from compound eye image” in claim 13 corresponds to the degree of focusing of the single eye image). When the focus adjustment of the compound eye image is completed, as shown in FIG. 1B, the adhesive 2d is applied to a position between the housing 2 and the substrate 4b, and the housing 2 and the imaging means 4 are joined.
以上のようにして、レンズを介して被写体と像が所定の結像関係を有するように調整した上で、レンズアレイ１を取り付けた筐体２と撮像手段４とを接合させることができる（請求項９における「媒質」は、上記接着剤に相当する）。接着剤２ｄを筐体２と撮像手段４との間に塗布せず、筐体２の側面に塗布して、筐体２と撮像手段４とを接合することも可能である（この場合は、筐体２と撮像手段４との間に介在する空気が「媒質」に相当する）。
なお、レンズアレイ１を取り付けた筐体２と撮像手段４との、レンズの光軸と略垂直な平面内でのシフトや回転調整は、上記壁部２ｂの影の画像をモニターしながら、上記レンズの光軸方向の調整と並行して実施可能である。以上の製造工程の処理フローを図６に示す。（請求項１３）
As described above, the image pickup means 4 can be bonded to the housing 2 to which the lens array 1 is attached after the subject and the image are adjusted to have a predetermined image formation relationship via the lens. The “medium” in Item 9 corresponds to the above adhesive). It is also possible to apply the adhesive 2d to the side surface of the housing 2 without applying the adhesive 2d between the housing 2 and the imaging means 4 (in this case, the housing 2 and the imaging means 4 are joined). The air interposed between the housing 2 and the imaging means 4 corresponds to “medium”).
Note that the shift and rotation adjustment of the housing 2 to which the lens array 1 is attached and the imaging means 4 within a plane substantially perpendicular to the optical axis of the lens are performed while monitoring the shadow image of the wall 2b. It can be performed in parallel with the adjustment of the optical axis direction of the lens. The processing flow of the above manufacturing process is shown in FIG. (Claim 13)
本発明の実施例２による撮像装置について、図７〜図９に基づいて説明する。
先ず、本実施例２の撮像装置の構成について、図７を参照しながら説明する。図７は撮像装置の模式的な断面図であって、図１(ｂ)と同様な図であり、図１と同じ部品は同じ符号を付しており、同じ機能や作用を有する。
図７に示された本実施例２の撮像装置と、上記実施例１の撮像装置（図１を参照）との相違点は、主に２点である。第１の相違点は、撮像手段４の基板４ｂと筐体（レンズアレイ保持部材）２との間に、接着剤（媒質）２ｄ（図１(ｂ)を参照）を介在させず、両者を略接触させた状態で接着剤１２により接合している点である。しかし、これではレンズアレイ１と撮像手段４との結像関係を保証できないので、第２の相違点として、レンズアレイ１と筐体２の間に接着剤（媒質）１３を介在させ、当該接着剤１３の厚みを規定することによって、上記結像関係を保証している点である（請求項１５）。
An imaging apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of the imaging apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the imaging apparatus, which is the same as FIG. 1B. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and have the same functions and operations.
The difference between the imaging apparatus of the second embodiment shown in FIG. 7 and the imaging apparatus of the first embodiment (see FIG. 1) is mainly two points. The first difference is that an adhesive (medium) 2d (see FIG. 1 (b)) is not interposed between the substrate 4b of the imaging means 4 and the housing (lens array holding member) 2; It is the point which joined with the adhesive agent 12 in the substantially contacted state. However, since this does not guarantee the imaging relationship between the lens array 1 and the imaging means 4, the second difference is that an adhesive (medium) 13 is interposed between the lens array 1 and the housing 2 and the bonding is performed. By defining the thickness of the agent 13, the imaging relationship is guaranteed (claim 15).
次に、本実施例２による撮像装置の製造方法について、図７〜図９を参照しながら説明する。図７は撮像装置の模式的断面図、図８は製造工程での筐体と撮像手段の相対位置関係の調整方法を説明する模式図、図９は製造工程の処理フローを説明するフロー図である。
図７には図示されていないが、撮像手段４において、図１(ａ)における第１のマーク部５と開口部（第２のマーク部）６に対応する位置には、開口部６の直径以下の直径を有し、円形ミラーとして作用する第３のマーク部であるアルミ薄膜１４が蒸着されている（請求項１４）。このアルミ薄膜１４は、撮像手段４と筐体２のレンズ光軸と略垂直な平面内での位置調整のために用いる。図８を用いてその様子を説明する。図８において、符号４ａ及び４ｂは撮像手段４の撮像素子（ＣＭＯＳセンサ）及び基板、２は筐体、２ａ及び２ｂは筐体２の貫通孔及び壁部、６は筐体２に形成された位置合わせ用開口部（第２のマーク部）、１４は撮像手段４に蒸着されたアルミ薄膜であり、レンズアレイ１を取り付けずに、筐体２のみを撮像手段４に重ねたときの様子が示されている。
Next, a manufacturing method of the imaging apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 is a schematic cross-sectional view of the imaging apparatus, FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a method for adjusting the relative positional relationship between the housing and the imaging means in the manufacturing process, and FIG. 9 is a flowchart for explaining the processing flow of the manufacturing process. is there.
Although not shown in FIG. 7, in the imaging means 4, the diameter of the opening 6 is located at a position corresponding to the first mark 5 and the opening (second mark) 6 in FIG. An aluminum thin film 14 as a third mark portion having the following diameter and acting as a circular mirror is deposited (claim 14). The aluminum thin film 14 is used for position adjustment in a plane substantially perpendicular to the lens optical axis of the imaging means 4 and the housing 2. This will be described with reference to FIG. In FIG. 8, reference numerals 4 a and 4 b are the image pickup element (CMOS sensor) and substrate of the image pickup means 4, 2 is the case, 2 a and 2 b are the through holes and walls of the case 2, and 6 is the case 2. An alignment opening (second mark portion) 14 is an aluminum thin film deposited on the imaging means 4, and the state when only the housing 2 is superimposed on the imaging means 4 without attaching the lens array 1 is shown. It is shown.
また、図８(ａ)は、筐体２が撮像手段４に対して正しい相対的位置にある場合であり、図８(ｂ)は、筐体２が撮像手段４に対してレンズ光軸と略垂直な平面内で回転及びシフトした場合である。両者を略重ね合わせた状態で、筐体２の開口部６の方向（筐体２を挟んで撮像手段４に対し反対側の方向）から光を照明したときに、図８(ａ)のように、正常な状態であって開口部６とアルミ薄膜１４がほぼ同じ位置にあれば、照明光はアルミ薄膜１４の全体で反射され、開口部６を照明方向とは逆方向に戻ってくる。そして、その場合の戻り光の光量は最大となる。しかし、図８(ｂ)のように、筐体２と撮像手段４との間に上記の回転及びシフトがあり、それに伴って開口部６とアルミ薄膜１４の相対位置がずれていると、照明光はアルミ薄膜１４の一部でしか反射されないので、その戻り光の光量は低下する。そのとき、筐体２をエア吸着などで把持し、当該戻り光の光量を検知しながら筐体２と撮像手段４の相対位置を調整することにより、上記正常な状態（図８(ａ)）を作り出すことができる。このようにして調整ができたら、図７に示されるように接着剤１２を塗布し、筐体２と撮像手段４を接合する。 8A shows a case where the housing 2 is in a correct relative position with respect to the image pickup means 4, and FIG. This is a case of rotating and shifting in a substantially vertical plane. When the light is illuminated from the direction of the opening 6 of the housing 2 (the direction opposite to the image pickup means 4 with the housing 2 interposed) in a state where the two are substantially overlapped, as shown in FIG. If the opening 6 and the aluminum thin film 14 are in substantially the same position, the illumination light is reflected by the entire aluminum thin film 14, and the opening 6 returns to the direction opposite to the illumination direction. In this case, the amount of return light is maximized. However, as shown in FIG. 8B, if the rotation and the shift are between the housing 2 and the imaging means 4, and the relative position between the opening 6 and the aluminum thin film 14 is shifted accordingly, the illumination Since the light is reflected only by a part of the aluminum thin film 14, the amount of the return light decreases. At that time, the casing 2 is gripped by air adsorption or the like, and the relative position between the casing 2 and the image pickup means 4 is adjusted while detecting the light quantity of the return light, whereby the normal state (FIG. 8A). Can produce. When the adjustment is completed in this way, the adhesive 12 is applied as shown in FIG.
次に、レンズアレイ１をエア吸着等で把持しながら筐体２に近づけ、レンズアレイ１により結像され、撮像手段４により撮像されたターゲットチャートの複眼像をモニターする。そして、複眼像を構成する全ての個眼像で焦点の合ったターゲットチャート像が得られるように、レンズアレイ１の略レンズ光軸方向における位置及び傾きを調整する。レンズの光軸と略垂直な面内でのレンズアレイ１の回転及びシフトの調整については、被写体方向から光を照明し、撮像手段４に形成されたアルミ薄膜１４により反射され、筐体２の開口部６を通過してくる戻り光が、レンズアレイ１における黒インク薄膜（図１(ａ)の第１のマーク部５を参照）により最も遮られる位置を、当該戻り光の光量を検知しながら見つけるようにすれば、当該回転及びシフトの誤差が除去される。そして、レンズの光軸と略平行な方向及び垂直な方向における所定位置にレンズアレイ１を位置決めできたら、図７に示されるように、接着剤１３をレンズアレイ１と筐体２の接触部分に塗布し、固化して両者を接合させる。（請求項１６）
以上により、レンズアレイ１、筐体２、及び撮像手段４について、所定の相対位置関係を確保しつつ、撮像装置を効率良く製造することができる。以上の製造工程のフローを図９に示す。
Next, the lens array 1 is brought close to the housing 2 while being gripped by air suction or the like, and the compound eye image of the target chart imaged by the lens array 1 and imaged by the imaging means 4 is monitored. Then, the position and inclination of the lens array 1 in the substantially lens optical axis direction are adjusted so that a target chart image in focus is obtained with all the single-eye images constituting the compound eye image. Regarding the adjustment of the rotation and shift of the lens array 1 in a plane substantially perpendicular to the optical axis of the lens, the light is illuminated from the object direction, reflected by the aluminum thin film 14 formed on the imaging means 4, and The position where the return light passing through the opening 6 is most blocked by the black ink thin film (see the first mark portion 5 in FIG. 1A) in the lens array 1 is detected by the amount of the return light. If they are found, the rotation and shift errors are eliminated. When the lens array 1 is positioned at a predetermined position in a direction substantially parallel to and perpendicular to the optical axis of the lens, the adhesive 13 is applied to the contact portion between the lens array 1 and the housing 2 as shown in FIG. Apply and solidify to join them together. (Claim 16)
As described above, the imaging device can be efficiently manufactured while ensuring a predetermined relative positional relationship between the lens array 1, the housing 2, and the imaging unit 4. The flow of the above manufacturing process is shown in FIG.
１…レンズアレイ １ａ，１ｂ…所定形状の曲面
２…筐体（レンズアレイ保持部材） ２ａ…貫通孔 ２ｂ…壁部 ２ｃ…空間（逃げ部）
２ｄ…接着剤 ２ｅ…（筐体の所定の）面
３…黒インク薄膜（不透明な膜） ４…撮像手段
４ａ…ＣＭＯＳセンサ（撮像素子） ４ｂ…基板
４ｃ…ワイヤ ５…第１のマーク部
６…開口部（第２のマーク部）
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ…個眼像（被写体の縮小像）
８…壁部の影部分の画像領域
９，９’…微小ブロック（個眼像内の）
１０…複眼画像 １０ａ…個眼画像
１１…再構成像 １２，１３…接着剤
１４…アルミ薄膜（第３のマーク部） ２０，３０…演算器
２１，３１…画像キャプチャ部 ２２，３２…視差検出部
２３…再構成処理部 ３３…距離画像生成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens array 1a, 1b ... Curved surface of predetermined shape 2 ... Housing | casing (lens array holding member) 2a ... Through-hole 2b ... Wall part 2c ... Space (escape part)
2d ... Adhesive 2e ... (predetermined casing) 3 ... Black ink thin film (opaque film) 4 ... Imaging means 4a ... CMOS sensor (imaging device) 4b ... Substrate 4c ... Wire 5 ... First mark portion 6 ... Opening (second mark)
7a, 7b, 7c, 7d ... single eye image (reduced image of the subject)
8 ... Image area of shadow part of wall part 9, 9 '... Minute block (in individual image)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Compound eye image 10a ... Single eye image 11 ... Reconstructed image 12, 13 ... Adhesive 14 ... Aluminum thin film (3rd mark part) 20, 30 ... Operation unit 21, 31 ... Image capture part 22, 32 ... Parallax detection Unit 23 ... Reconstruction processing unit 33 ... Distance image generation unit
Claims (16)
レンズアレイの各レンズに一対一に対応する貫通孔を有し、かつ撮像光線に対して不透明性を有するレンズアレイ保持部材を備えることを特徴とする撮像装置。 A lens array provided at a position facing the subject and having a plurality of lenses arranged in an array, and a reduced image of the subject provided on the image plane side of the lens array and substantially imaged by each of the plurality of lenses ( In an imaging apparatus comprising imaging means for imaging a compound eye image that is a set of single-eye images)
An imaging apparatus comprising: a lens array holding member having a through-hole corresponding to each lens of a lens array in a one-to-one manner and having opacity with respect to an imaging light beam.
前記レンズアレイ保持部材と前記撮像手段の間に介在させた媒質の厚みを、前記撮像手段による複眼像から抽出した特徴量に基づき調整しながら、前記レンズアレイ保持部材と前記撮像手段を結合する第２の工程とから成ることを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置の製造方法。 While irradiating light to the lens array holding member and the lens array to be joined and detecting the amount of light passing through the first mark portion and the second mark portion, the lens array and the lens array holding member are A first step of joining;
The lens array holding member and the imaging means are coupled while adjusting the thickness of the medium interposed between the lens array holding member and the imaging means based on the feature amount extracted from the compound eye image by the imaging means. The method according to claim 12, comprising two steps.
前記レンズアレイ保持部材と前記レンズアレイの間に介在させた媒質の厚みを、前記撮像手段による複眼像から抽出した特徴量に基づき調整しながら、前記レンズアレイ保持部材と前記レンズアレイを結合する第２の工程とから成ることを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置の製造方法。 The lens array holding member and the imaging means to be joined are irradiated with light, and the lens array holding member is detected while detecting the amount of light reflected by the third mark portion and passing through the second mark portion. A first step of joining the imaging means;
The lens array holding member and the lens array are coupled while adjusting the thickness of the medium interposed between the lens array holding member and the lens array based on the feature amount extracted from the compound eye image by the imaging means. The method according to claim 15, comprising two steps.
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